无人机自动驾驶仪的嵌入式开发

无人驾驶飞机是指具有远程遥控或者自主飞行能力,能够携带诸如任务载荷的无人航空飞行器,其在勘测和侦察领域扮演着重要的角色.自动驾驶仪是无人机飞行系统的关键子系统.
该小型自动驾驶仪主要由四个单元组成:
1、微处理器单元mpc565;
2、GPS和惯性传感器;
3、空气数据传感器;
4、数据记录flash
微处理器作为数据处理和飞行控制的核心要求具有极高的可靠性，很低的功耗，要能完成复杂的算法,因此必须选择powerpc系列的内核才能满足要求，我们 过去在设计飞控时，使用ARM作为内核的设计方案，后来发觉这是十分有害的，作为主打消费电子的arm内核是无法胜任象飞控这样的高可靠性要求的，因此我 们选择军品上十分信任的powerpc系列芯片，为了满足复杂算法的要求，我们需要双精度的浮点运算，通过仔细比较，发觉mpc565这款用于汽车核心控 制的芯片满足要求。
gps通过mpc565芯片的串口进行通讯，mpc565提供多达32个pwm的输出，完全满足各种无人机的舵机控制和云台控制。通过spi接口接收 adc采集3个加速度计信号,3个速率陀螺、双口MPXV5004G 4kPa动态压力传感器和MPX4115A大气压力传感器作为空气数据采集单元的传感器,为无人机驾驶提供海拔高度和真空速数据。
我们采用flash实时记录飞行的原始数据和姿态数据以及控制数据，为试验飞行提供类似黑匣子的服务。
所有数据经过GPS/INS卡尔曼非线性滤波，融合出飞行状态，为控制打下基础。
我们采用总能量法控制，使得整个飞行包线范围内，参数基本不需要调整，而且能保护过速和失速。